大断面矩形顶管在已运营建筑内接收关键技术——以上海市嘉亭荟城市生活广场一、二期地下通道工程为例

以上海市嘉定区嘉亭荟城市生活广场一期与二期地下车库之间的地下连通道工程为背景,针对高敏感环境且无工作井接收条件下大断面矩形顶管法在城市地下联络通道工程中的应用进行了探讨,特别是在已运营建筑内进行顶管接收的关键技术。包括使用土压平衡式矩形顶管机、构建门形框架结构以连接接收端原结构外墙和围护结构、采用特殊的高压旋喷桩工艺进行肥槽加固,以及实施“弃壳”法进行顶管接收,此外还探究了如何处理预制管节与现浇段的连接节点,以保证顶管隧道的强度和止水性。结果表明,在复杂的城市环境中,大断面矩形顶管法在不影响接收端建筑正常运营的情况下可实现顶管的顺利接收。

煤矿开采覆岩拱壳结构演化及其控制研究进展

煤层开采引起覆岩的移动、变形、破断及应力变化是造成工作面来压及地表生态损伤的主要原因。研究采动覆岩运动规律与损伤机理是解决井下安全生产、含水层保护、地表建(构)筑设施与生态保护的核心问题,是实现煤矿绿色安全开采的理论基础。为充分认识开采损伤的传导机制,以覆岩承载“拱壳”结构为核心,系统梳理了当前覆岩运动研究成果,针对覆岩组合与岩土体介质特性差异,将研究成果分为松散层拱和基岩拱。基岩拱又可以进一步分为断裂拱和应力拱。在此基础上,依据拱壳演化机制和研究手段论述了基岩拱壳研究进展与不足:理论模型能够给出拱迹线方程进而判断拱的承载特征;但存在边界应力条件简化、岩层均质性假设、拱迹线的假设和拱厚度的计算等问题;数值模拟可以很好的给出拱壳的位置、拱厚及其演化特征,但以有限元模拟的应力拱壳忽略了岩层破断的影响,而以离散元模拟的应力或者裂断拱壳则依赖于块体的划分;相似模拟目前只能定性观测裂断拱的发育特征,难以确定应力拱范围。现有基于覆岩拱壳的应用聚焦于通过拱壳演化模型进行矿压和地表沉陷的预测与防治,对主动调控覆岩拱壳的手段相对较少的问题,基于此,归纳了3种覆岩拱壳调控手段:源头预设拱壳手段、过程调控拱壳手段、末端稳控拱壳手段。最后综合现有成果,进一步提出了基于能量守恒定律的采动损伤拱壳理论计算模型及其模拟方法,为采场覆岩空间结构稳定性演化特征及地表沉陷治理提供了理论支撑与研究手段。

多层坚硬顶板采场覆岩“拱壳”大结构形成机理研究

为得到多层坚硬顶板采场覆岩"拱壳"大结构形成机理,以大同矿区同忻煤矿石炭系多层坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,基于关键层理论分析了同忻煤矿3-5煤层特厚煤层综放开采多层坚硬顶板的破断特征和大空间采场覆岩结构特征;应用弹性板理论,建立了大空间采场坚硬覆岩"拱壳"平衡大结构力学模型和数学模型。研究表明:坚硬覆岩"拱壳"平衡大结构理论,较好地揭示了同忻煤矿8105、8106等工作面开采过程中产生大小周期来压、采动影响范围大、易产生强矿压等特殊矿压现象的机理。研究成果为大同矿区石炭系坚硬覆岩特厚煤层开采工作面矿压控制提供理论依据。

大跨度胶合木结构设计探索

首先对适合于大跨胶合木结构常见结构体系的结构构成、受力特点、适用范围进行了分析,包含木桁架结构、木网架结构、木网壳结构、木拱结构以及木张弦结构等大跨胶合木结构体系。然后通过青岛胶东国际机场航站楼指廊屋盖胶合木结构等4个实际工程项目探讨了大跨度胶合木结构选型和结构设计,对比了不同结构方案力学性能指标、木材用量指标。最后针对大跨胶合木结构设计还需要进一步完善的问题,如木材本构模型、节点分析、蠕变和湿度影响以及整体稳定分析等进行了讨论。

大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论及程序编制

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。本文根据所确定的结构分析模型,结合现有理论,建立了大跨度拱支网壳结构的弹塑性分析理论,并编制相应的结构分析程序。

中国黄海湿地博物馆结构设计

中国黄海湿地博物馆在原盐城火车站基础上进行改建,下部结构采用框架+BRB结构,上部屋盖采用大跨度桁架加强网壳结构。对大跨度屋盖选型优化进行了简化模型对比分析,对格构柱底铰接、刚接方案进行了讨论,对超限判断和应对措施、钢屋盖整体稳定和抗连续倒塌能力、下部主体结构加固方案进行了介绍。结果表明:桁架加强网壳结构结合了桁架和网壳结构的优势,钢屋盖整体稳定性能和抗连续倒塌性能均较好。马鞍形屋面相比平屋面,竖向和水平刚度均大很多,结构设计时充分利用桁架加强网壳结构和马鞍形造型的优势,实现了用较小的结构高度实现大跨空间。

柱面拱支网壳静力性能分析

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构的优点的基础上,构思出的一种新型大跨度空间杂交结构形式。通过与一般柱面单层网壳结构的对比,对不同矢跨比的单层柱面拱支网壳结构考虑不同拱肋配置下的静力性能,特别是结构极限承载能力及对初始几何缺陷的敏感性进行了分析比较。介绍了几个采用单层柱面网壳结构作为屋面结构的工程实例及其采用拱肋加强后的实际效率。理论分析结果及工程应用表明,在拱结构的帮助下,柱面单层拱支网壳结构的静力性能得到了明显的改善。

北京工人体育场大跨度开口单层拱壳钢结构施工关键技术

北京工人体育场改造复建工程屋顶为拱壳结构,平面为椭圆形,长轴271m、短轴205m,矢跨比1/9.3,最大悬挑宽度74m。针对该拱壳结构施工中面临的结构安装面积大、施工作业面广、高空作业量大、交叉作业多等难题,提出了带中心压力环大开口拱壳内外环同步安装施工方法:首先通过方案比选,确定了受压内环分段安装、主拱肋整根吊装的施工方案。其次对施工过程中的关键技术进行了介绍,详细说明了内、外环的分段原则和施工中的稳定性控制措施,并通过MIDAS Gen对主拱肋吊装进行了模拟验算、对钢结构合拢过程中的温度应力进行了分析。经过研究和现场实践证明,受压内环、受拉外环同时施工,吊装作业无交叉,提高了施工效率。采用地面分段拼装,超大吨位吊装的方式,减少了高空焊接作业工作量的同时,提高了安装精度。采用本方法组织施工,构件受力合理,施工安全可靠。

南宁国际会展中心二期钢结构工程的快速施工

南宁国际会展中心二期钢结构工程施工中采用了现场地面胎架组装工艺,安装时采用了先进的多机整体抬吊技术,以严谨务实的管理,在最短的时间内完成了该工程的施工安装任务。

桂林两江国际机场T2航站楼钢结构屋盖设计

桂林两江国际机场T2航站楼主体采用钢筋混凝土框架结构,中心区屋盖采用空间实腹拱支撑+单层壳体钢结构体系,支撑拱最大跨度120m。通过试算一系列曲线方程模拟建筑屋盖面,较好地实现了建筑与结构的统一。根据屋盖受力特点,确定采用空间曲线拱支撑体系,获得了很好的建筑空间。为确保抵抗拱推力,在群桩抗剪承载力满足拱座推力的情况下,采用预应力拉杆仍能平衡拱推力。经过详细的受力分析及稳定性分析,结构承载力满足要求,同时对结构薄弱部位予以构造加强。考虑行波效应对结构超长引起的扭转影响问题,通过分析提出了相应的结构构件抗扭加强措施。

桂林两江国际机场T2航站楼屋盖钢结构节点设计

桂林两江国际机场T2航站楼屋盖采用空间实腹拱支撑＋单层壳体钢结构体系,中心区支撑拱最大跨度120m,为双曲实腹拱,屋盖壳体为双曲面壳体,节点连接为刚接,节点形式复杂,通过简化、标准化节点的构造,采用以节点连接方式指导杆件定位的原则,再进行几种节点连接方式的应力分析比较,确定了合理的节点连接形式,既便于制作安装,又保证了节点受力性能,实现了建筑效果。

成都新世纪环球中心·中央游艺区钢结构屋盖设计

成都新世纪环球中心.中央游艺区钢结构屋盖是目前世界上建成的规模最大的横断面为半圆形的超大跨度建筑。通过对比分析,详细介绍了工程结构体系的选型过程,分析了结构的受力特点,并对一些特殊参数的取值进行说明。在结构设计阶段,根据杆件的重要性程度设定不同的控制标准,较好地兼顾了结构的安全性和经济性。对拱形结构及主次桁架+单层网壳结构体系受力特点进行了分析,可为类似工程提供参考。

非同寻常的钢结构工程设计与建造（英文）

介绍了一项令人叹为观止的工程——人造低温干燥和低温潮湿的生态建筑.这项非同寻常的钢结构工程在新加坡国际化发展进程中占据了举足轻重的地位,其工程规模、设计难度和建造工法在新加坡现代建筑历程中独树一帜.在拥挤的城市中心实施这项复杂的工程,需要设计师和建造师分别借助先进的结构分析软件及BIM技术,开展可视化建造、装配和项目进程预演.由于超常规的外形、跨度和高度,增加了该项工程的装配与建造难度,需要竭尽全力去预见问题,并为构件运输和施工安全设计可行的节点大样.鉴于全球性的气候变化,该项目也探索了可行的降排二氧化碳的绿色建筑技术,从而减小对生态的影响,同时,实施了节能与节水技术,以期对建筑环境的干扰最小化.综上所述,钢是轻质、大跨度与超常规建筑结构的优先选择.